变压器并列运行条件

变压器并列运行条件变压器并列运行条件 变压器是电力网中的重要电气设备 由于连续运行的时间长 为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性 在运行 中通常将两台或以上变压器并列运行 变压器并列运行 就是将两 台或以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上 二次绕组并 联在另一电压的母线上运行 其意义是 当一台变压器发生故障时 并列运行的其它变压器仍可以继续运行 以保证重要用户的用电 或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器 再将要检修的变 压器停电检修 既能保证变压器的计划检修 又能保证不中断供电 提高供电的可靠性 又由于用电负荷季节性很强 在负荷轻的季节 可以将部分变压器退出运行 这样既可以减少变压器的空载损耗 提高效率 又可以减少无功励磁电流 改善电网的功率因数 提高 系统的经济性 变压器并列运行最理想的运行情况是 当变压器已经并列起来 但还没有带负荷时 各台变压器之间应没有循环电流 同时带上负 荷后各台变压器能合理地分配负荷 即应该按照它们各自的容量比 例来分担负荷 因此 为了达到理想的运行情况 变压器并列运行 时必须满足下面一个条件 1 各台变压器的电压比 变比 应相同 2 各台变压器的阻抗电压应相等 3 各台变压器的接线组别应相同 下面分析变压器并列运行条件中某一条件不符合时产生的不良后 果 一 电压比 变比 不相同的变压器并列运行 由于三相变压器和单相变压器的原理是相同的 为了便于分析 以两台单相变压器并列运行为例来分析 由于两台变压器原边电压 相等 电压比不相等 副边绕组中的感应电势也就不相等 便出现 了电势差 E 在 E 的作用下 副边绕组内便出现了循环电流 IC 当两台变压器的额定容量相等时 即 SNI SNII 循环电流为 IC E ZdI ZdII 式中 ZdI 表示第一台变压器的内部阻抗 ZdII 表示第二台变压器的内部阻抗 如果 Zd 用阻抗电压 UZK 表示时 则 Zd UZK UN 100IN 式中 UN 表示额定电压 V IN 表示额定电流 A 当两台变压器额定容量不相等时 即 SNI SNII 循环电流 IC 为 IC II UZKI UZKII 式中 UZKI 表示第一台变压器的阻抗电压 UZKII 表示第二台变压器的阻抗电压 INI INII 用百分数表示的二次电压差 II 变压器 I 的副边负荷电流 根据以上分析可知 在有负荷的情况下 由于循环电流 Ic 的存在 使变比小的变压器绕组的电流增加 而使变比大的变压器绕组的电 流减少 这样就造成并列运行的变压器不能按容量成正比分担负荷 如母线总的负荷电流为 I 时 I INI INII 若变压器 I 满负荷运行 则变压器 II 欠负荷运行 若变压器 II 满负荷运行 则变压器 I 过负 荷运行 由此可见 当变比不相等的变压器并列运行时 由于循环 电流 Ic 的存在 变压器不能带满负荷 使总容量不能充分利用 又由于变压器的循环电流不是负荷电流 但它却占据了变压器的 容量 因此降低了输出功率 增加了损耗 当变比相差很大时 可 能破坏变压器的正常工作 甚至使变压器损坏 为了避免因变比相 差过大产生循环电流 Ic 过大而影响并列变压器的正常工作 规定变 比相差不宜大于 0 5 二 阻抗电压不等时变压器并列运行 因为变压器间负荷分配与其额定容量成正比 而与阻抗电压成反 比 也就是说当变压器并列运行时 如果阻抗电压不同 其负荷并 不按额定容量成比例分配 并列变压器所带的电流与阻抗电压成反 比 即 II III UZKII UZKI 或 UZKIIII UZKIIIII 设两台变压器并列运 行 其容量为 SNI SNII 阻抗电压为 UZI UZII 则各台变压器的 负荷按下式计算 SI SNI SNII SNI UZKI SNII UZKII SNI UZKI SII SNI SNII SNI UZKI SNII UZKII SNII UZKII 即 S I SII SNI UZKII SNII UZKI 根据以上分析可知 当两台阻抗电压不等的变压器并列运行时 阻抗电压大的分配负荷小 当这台变压器满负荷时 另一台阻抗电 压小的变压器就会过负荷运行 变压器长期过负荷运行是不允许的 因此 只能让阻抗电压大的变压器欠负荷运行 这样就限制了总输 出功率 能量损耗也增加了 也就不能保证变压器的经济运行 所 以 为了避免因阻抗电压相差过大 使并列变压器负荷电流严重分 配不均 影响变压器容量不能充分发挥 规定阻抗电压不能相差 10 三 接线组别不同的变压器并列运行 变压器的接线组别反映了高低侧电压的相应关系 一般以钟表法 来表示 当并列变压器电压比相等 阻抗电压相等 而接线组别不 同时 就意味着两台变压器的二次电压存在着相角差 和电压差 U 在电压差的作用下产生循环电流 Ic Ic E ZdI ZdII 如果以 角表示绕组组别不同的变压器线电压之间的夹角 而 Zd 用 UZK 表示时 循环电流可用下式表示 Ic 2U1sin 2 ZdI ZdII 200sin 2 UZK1 In1 UZK2 In2 如果 In1 In2 In UZK1 UZK2 UZK 则上式变为 Ic 100sin 2 UZK 式中 In UZK 可用任一台变压器额定电流和阻抗电压 假设两台变压器变比相等 阻抗电压相等 而其接线组别分别为 Y Y0 12 和 Y 11 则由接线组别可知 当 360 330 30 UZK 5 6 Ic 100sin 2 UZK 得 IC 4 5 In 即循环电流时 额定电流的 4 5 倍 分析可知接线组别不同的两台变压器并列运行 引起的循环电流有时与额定电流相当 但其差动保护 电流速断保 护均不能动作跳闸 而过电流保护不能及时动作跳闸时 将造成变 压器绕组过热 甚至烧坏 由以上分析可知 如果电压比 变比 不相同 两台变压器并列运 行将产生环流 影响变压器的出力 如果百分阻抗不相等 则变压 器所带的负荷不能按变压器的容量成比例分配 阻抗小的变压器带 的负荷大 阻抗大的变压带的负荷反而小 也影响变压器的出力 变压器并列运行常常遇到电压比 变比 百分阻抗不完全相同的情 况 可以采用改变变压器分接头的方法来调整变压器阻抗值 若第 三个条件不满足将引起相当于短路的环流 甚至烧毁变压器 因此 接线组别不同的变压器不能并列运行 一般情况下 如果需将接线 组别不同的变压器并列运行 就应根据接线组别差异不同